o que é rouge?

ROUGE
CONHEÇA
MELHOR ESTE
PROBLEMA DE
CORROSÃO EM
SISTEMAS DE
ÁGUA PURIFICADA
O QUE É ROUGE?
• O fenômeno conhecido como “Rouge”
nos sistemas de água purificada
fabricados em aço inox, são óxidos de
ferro coloidais com ou sem água de
hidratação junto com pequenos traços
de metais pesados como níquel e
cromo podendo conter outros
contaminantes como alumínio, que se
formam na superfície do metal.
• É normalmente associado com a
produção de água altamente purificada
e pode se originar em uma ou mais
áreas dentro de um sistema de água. É
migrante, tenaz e destrutivo, sendo
caracterizado pela aparência inicial de
uma coloração levemente vermelha ou
marrom, progredindo para uma cor
vermelha escura, marrom escura ou
cinza pardo e em estágios extremos,
uma cor cinza escura ou preta.
• Água para Injetáveis (WFI)
ONDE APARECE O ROUGE?
• Em sistemas de água altamente purificada.
• Água Deionizada
• Vapor Limpo
•1
• Ainda em Geradores WFI e Vapor Puro
• Tubulação de Processo
• Osmose Reversa
• Sistemas de Transferência de Produto
QUAIS OS MOTIVOS PARA
ORIGINAR O ROUGE?
• Ligas nos Limites Inferiores da
Especificação (ordem econômica
mundial) Cr(16-18%), Ni(10-14%),
Mo(2-3%), Fe(64-69%)
• Contaminantes Inatos Dentro da Liga
Base (Alumínio)
• Alta Concentração de
Ferrita Delta na Matriz
Metálica
(Solda, Metal Base)
Componentes de
Equipamentos
(Ex.: Rotor de Bomba
Centrífuga, Válvulas, etc.)
ROTOR DE BOMBA CENTRÍFUGA
• Fenômeno da Cavitação
(Velocidade diferente dentro da
bomba leva à forças erosivas)
• Partículas Metálicas Liberadas para
o Meio que Sofrerão Oxidação
2 Fe0 + 4 H2O → 2 FeO(OH) + 3 H2↑
2 FeO(OH) → Fe2O3 + H2O
• Fontes Externas ao Sistema
• Óxidos provenientes de parafusos,
porcas, arruelas de aço carbono
•2
• Poeira Atmosférica (exposição ao ambiente
de montagem principalmente aço carbono)
• Coloração de Aquecimento (Solda Orbital)
• Soldagem (tubulação, equips. e componentes)
• Sensitização
• Presença de Ferrita Delta na Matriz
Metálica da Solda
• Formação de Material e Estrutura
•
Fundido – Ferrita Delta (± 10 a 20%)
• Camada de óxido
prejudicial com
empobrecimento de
Cromo na superfície ID.
• Acabamentos de Superfície Inferiores
• Usinado – Tensão / Fase Martensítica
(Metais sob Tensão Superficial são levemente
anódicos em relação ao metal base)
OBS: Situações que favorecem a
corrosão em meios agressivos
• Lixamento Mecânico – Tensões, Rugosidade,
Grande quantidade de Partículas Abrasivas e
Produtos Orgânicos Impregnados ou Impurezas
(Alumina) liberadas para o meio.
• Razão de Cr/Fe
na superfície e
fase metálica
muito baixa (< 1).
•3
• Polimento Mecânico – Microbolsas,
Tombamento dos Picos.
• Falta de Tratamento de Limpeza Química
após Montagem (Passivação).
• Remoção de Ferro Livre e Contaminantes.
• Razão de Cr/Fe na superfície e fase
metálica muito baixa (<1).
MECANISMOS DE FORMAÇÃO
DO ROUGE
• Aço Inox Tipo 316L Austenítico
Cr (16-18%), Ni (10-14%), Mo (2-3%), Fe (64-69%)
• Exposição à água purificada WFI
(altamente corrosiva)
• Para manter a esterilidade, os sistemas
operam à elevadas temperaturas (aumenta
o poder de corrosão)
• Rouge emana destas
superfícies deixando
pequenos pits por
baixo (oposto do
senso comum de
sanitariedade e
prevenção contra
contaminação
bacteriológica)
• Rouge é migratório e
tenaz no meio
circulatório por isso
onipresente
ANTES
APÓS
• Rouge – Óxido Férrico (Fe2O3) – Estado
de Oxidação (Alto) +3
• Uma vez formada, a corrosão do aço inox
austenítico é contínua e progressiva
• Em contato com outros átomos de ferro leva
estes a um estado de oxidação mais alto
(mecanismos de corrosão auto-catalítica)
levando à corrosão e destruição de toda
superfície (Fe em aço inox 2/3 da liga)
QUAIS OS PROBLEMAS
CAUSADOS PELO ROUGE?
• Rouge não tem caráter
austenítico por isso
acelera o processo de
corrosão galvânica em
toda a superfície
especialmente soldas
(região frágil do
sistema). Aumento exponencial das
quantidades de rouge gerado
•4
• Redução da eficácia dos processos de
sanitização.
Provável concentração de Rouge nas
paredes
• Problemas no processo de fabricação
por presença de contaminantes
Detecção de uma ligeira matiz de cor
(contaminação) nos produtos finais brancos
• Suscetibilidade do Produto
• Não é detectado por técnicas de
inspeção como condutibilidade, pH ou
TOC.
Rouge é insolúvel no meio circulatório.
PERIGO:
“Já que não posso vê-lo então ele não está lá”
Alteração da eficácia e eficiência do
produto final.
“ CUIDADO ”
COMO IDENTIFICÁ-LO?
• Análise visual de componentes extraídos de
locais estratégicos do sistema.
• Rouge é um mecanismo destrutivo que penetra nas
superfícies de aço inox e é capaz o tempo todo de
causar falhas potenciais nestes locais.
• É um processo auto-catalítico progressivo com
emanação prolífera de produtos de corrosão
• Por sua natureza corrosiva, reduz consideravelmente
a vida útil do sistema.
• Utilização de Teste de Ferroxyl ASTM A380.
• Ferramentas de Avaliação Metalúrgica:
• Avaliação por meio de filtração – indicação de um
sistema ativo quanto à corrosão
• SEM (Microscopia de Varredura Eletrônica)
• EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva)
• XPS ou ESCA (Espectroscopia Eletrônica para
Análise Química)
•5
COMO CLASSIFICAR O
ROUGE?
• Classe 1 – Rouge de Fontes Externas
• Podemos classificar o Rouge em três
diferentes classes dependendo do
mecanismo de formação:
• Classe 1: Rouge de Fontes Externas
• Classe 2: Rouge proveniente de oxidação
in situ da superfície do aço inox onde o
mesmo é localizado.
• Classe 3: Rouge de Óxido Preto.
• Classe 2 - Rouge proveniente de
oxidação in situ da superfície do aço
inox onde o mesmo é localizado.
ATENÇÃO:
• Rouge é a evidência visual que o
sistema está em processo de
corrosão inercial. Por ser uma
corrosão de primeira ordem é
impossível de ser evitada, porém
ela pode algumas vezes ser
prevenida e muitas vezes
monitorada e controlada.
•Classe 3 - Rouge de Óxido Preto.
COMO COMBATÊ-LO?
• Prevenção - Evitando as Armadilhas
• Controlando a inércia do desenvolvimento do Rouge (Sistemas em uso)
• Programa de Manutenção Química
Preventiva
• Procedimento corretivo (agora já
aconteceu)
•6
• Prevenção - “Evitando as Armadilhas”
(antes da montagem do Sistema)
• No Projeto Executivo do Sistema
• Desenho bem concebido e revisado por
todas as partes envolvidas
• Desenho
• Construção
• Comissionamento
• Validação
• Uso
• Manutenção
• Seleção de materiais (Metalurgia e acabamento consistente)
• Material compatível com o Sistema
• No Processo de Montagem
• Procedimentos e Técnicas de Soldagem
• Na Compra dos Materiais
• Fornecedores Qualificados
• Materiais de procedência idônea
• Especificação compatível com o projeto
• No Recebimento dos Materiais
• Inspeção minuciosa conforme Normas
aplicáveis (materiais, acabamento, etc.)
• Estocagem adequada
• Manuseio adequado
• Inspeção para Qualidade de Solda (exame
por Endoscopia Industrial)
• Evitar sensitização
• Evitar coloração de aquecimento
• Evitar contaminação por poeira atmosférica
• Evitar contaminação cruzada – aço inox aço
carbono
• Especificação de um Acabamento de
Superfície consistente
• Eletropolimento
SUPERFÍCIE ELETROPOLIDA
ANTES DO
ELETROPOLIMENTO
ELETROPOLIMENTO INTERNO
APÓS
ELETROPOLIMENTO
METAL REMOVIDO SELETIVAMENTE DURANTE
APLICAÇÃO DO ELETROPOLIMENTO
-Hiperpassivação da superfície (Razão Cr/Fe >2)
-Superfícies lisas e altamente resistentes à corrosão
-Prevenção à formação do Rouge
Formação de um filme
protetivo (Cr2O3) denso,
espesso e homogêneo
onde a razão Cr/Fe > 2
•7
• Limpeza e Passivação Química
ANTES
APÓS
TUBOS ELETROPOLIDOS
CONEXÕES ELETROPOLIDAS
• Sistemas onde a superfície de contato
recebeu eletropolimento
• A limpeza química deve agir nas regiões de
emenda de solda e regiões de superfície
que sofreram algum tipo de retrabalho
Nota:
Superfícies eletropolidas são hiperpassivadas
por isso mesmo altamente resistentes à
corrosão
A passivação química estabelece uma
dinâmica progressiva na formação de um filme
de Cr2O3 protetivo e “resistente à corrosão”.
Deve ser notado que a própria camada
passiva é um estado
eletroquímico/eletrodinâmico de mínima
corrosão por definição.
Este ainda é o estado dinâmico saudável
contínuo que fornecerá um bom grau de
resistência à corrosão com o uso normal na
indústria Farmacêutica/Biotecnológica.
• Sistemas onde a superfície de contato
NÃO recebeu eletropolimento
• A limpeza química deve agir em todas as
superfícies de contato do sistema
Nota:
Superfícies que receberam somente acabamento
mecânico apresentam uma baixa resistência à
corrosão. Por isso mesmo, devem receber pelo
menos o tratamento de limpeza química.
Procedimentos Qualificados de trabalho
e aplicação conforme Norma ASTM
A380 x ASME BPE 1997 v. 2002
devem ser adotados para os trabalhos
de limpeza química.
NOTA:
“Cuidado com os oportunistas e os
produtos mágicos”
•8
• Controlando a inércia de desenvolvimento do Rouge (Sistemas em uso)
• Não apenas a limpeza e passivação inicial
devem ser realizadas, mas a manutenção
periódica a longo prazo do sistema é
imperativa. Muitos sistemas que contêm
particularmente um meio corrosivo, por
exemplo, WFI, Vapor Puro, devem ser tratados
quimicamente em um esquema periódico bem
planejado para prevenir problemas a longo
prazo.
• Um plano de inspeção sistemática para
acompanhamento dos trabalhos de limpeza
química.
• Programa de Manutenção Química Preventiva
• Mapeamento correto do sistema quanto à
isométricos e componentes que podem gerar
inter-ferência e possibilidade de corrosão
prematura.
• Conhecimento claro da operação e
acompanhamento da mesma.
• Sistemática de inspeção regular para certificação
dos pontos frágeis do sistema.
• Um procedimento viável de trabalho de derouging
bem como a sua periodicidade.
• Procedimento Corretivo (Agora já aconteceu)
1ª Etapa: Avaliação Investigativa do Sistema
• Utilização de produtos químicos consistentes que
não alterem as condições de acabamento iniciais
propostos.
2ª Etapa: Classificação do Rouge
• Documentação consistente dos resultados para
posterior validação.
3ª Etapa: Ensaios preliminares de laboratório
para remoção do Rouge
CUIDADO:
“É seu investimento que está em jogo”
5ª Etapa: Execução do Procedimento
6ª Etapa: Avaliação e Documentação dos
Resultados
CUIDADO:
“Procure uma empresa idônea para
realizar os trabalhos. Você pode
piorar ainda mais a situação”
4ª Etapa: Determinação de um procedimento
para os trabalhos de remoção do Rouge
LEMBRE-SE:
Rouge é o resultado de um problema de
corrosão que é intrínseco aos sistemas de
água purificada.
Ele não apenas destrói o seu investimento, mas
encontra seu caminho nas águas utilizadas
em vários estágios de produção de produtos
farmacêuticos, afetando a formulação de um
produto final e sua eficácia.
Por ser impossível de evitá-lo só podemos
monitorá-lo e controlá-lo.
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GUARDE BEM ISTO:
Rouge infelizmente é
o MICO que vai se
materializar no seu
ombro.
O fato dele ser manso
ou não depende só de
você querer ou não
querer.
AGORA RESPONDA!
Se derem a escolha entre você tomar, ou
seus entes queridos tomarem uma droga
composta com água de um sistema com
Rouge ou de um sistema sem Rouge,
qual você escolheria?
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